胡俊， 侯夏伊， 于勇

(北京理工大学 宇航学院，北京 100081)

空化涉及非定常、可压缩、湍流脉动以及质量传递等多种复杂的流动现象,普遍存在于流体机械、航天、船舶等领域[1-3]. 目前，数值模拟已经成为空化现象的主要研究方法，空化模型的建立和应用是研究空化问题的重点和难点[4]. 工程上常用的空化模型主要可分为三类：第一类空化模型基于简化的Rayleigh-Plesset方程，如Schnerr-Sauer空化模型[5]，全空化模型[6]及Zwart-Gerbera-Belamri空化模型[7]等，该模型数值稳定性和计算收敛性较好，广泛应用于空化流研究；第二类为基于经验的比例空化模型，如Merkle空化模型[8]，上述模型均采用多个经验系数，影响了模型的通用性；第三类为基于界面动力学的空化模型，如Senocak提出的界面动态模型[9]，该类模型由界面质量和动量守恒出发，有效消除了经验系数对空化模型的影响.

目前研究空化流常用的几种空化模型均涉及经验参数，如全空化模型中的气核质量分数；Schnerr-Sauer空化模型中的气泡的数密度n；Z-G-B空化模型中的气核体积分数αnuc和气泡半径Rb，这些参数的取值会对空化流场的数值模拟结果产生很大影响. 刘艳等[10]认为采用全空化模型对二维水翼空化流场计算时，空腔长度及厚度随模型中气核质量分数值增大而增大. Zhu等[11]认为Schnerr-Sauer空化模型中的气泡数密度n的取值对空化流场数值模拟结果有很大影响. Asnaghi等[12]基于大涡模拟的方法，引入瞬时剪切应变率对Schnerr-Sauer空化模型的蒸发项系数进行修正，并对二维NACA0009 MOD水翼的片状空化……